5．液體第二章氣體、固體和液體學(xué)習(xí)任務(wù)1．知道液體的表面張力，了解表面張力形成的原因。2．了解浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象，知道毛細(xì)現(xiàn)象及形成的原因。3．了解液晶的主要性質(zhì)，知道液晶在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成1．表面層：液體表面的一層跟____接觸的薄層。在表面層，分子的距離r略____r0，分子間的作用力表現(xiàn)為____。2．表面張力：由于表面層分子分布比較____，分子間的作用力表現(xiàn)為相互____而使液體表面繃緊的力。知識(shí)點(diǎn)一液體的表面張力氣體大于引力稀疏吸引3．方向：和液面____，且與分界面垂直，如圖所示。4．作用效果：使液面具有____的趨勢(shì)。提醒：表面張力是根據(jù)效果命名的力，是液體表面層內(nèi)大量分子力的宏觀表現(xiàn)。相切收縮如圖甲所示，金屬框上陰影部分表示肥皂膜。它被棉線分割成a、b兩部分?！締栴}】若將肥皂膜的a部分用燒熱的針刺破，棉線的形狀是圖乙中的哪一個(gè)？為什么？提示：D。肥皂膜未被刺破時(shí)，作用在棉線兩側(cè)的表面張力互相平衡，棉線可以有任意形狀。當(dāng)把a(bǔ)側(cè)肥皂膜刺破時(shí)，在b部分肥皂膜表面張力的作用下，棉線被繃緊，因液體表面有收縮到面積最小的趨勢(shì)，所以棉線被拉成凹的圓弧形狀。1．液體分子分布特點(diǎn)：由于蒸發(fā)現(xiàn)象，液體表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大。2．分子力特點(diǎn)：液體內(nèi)部分子間平均距離r略小于r0，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，而液體表面層分子之間距離r略大于r0，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。3．表面特性：表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的膜。所以說表面張力是液體表面層分子間的作用力作用的結(jié)果。4．表面張力的方向：表面張力的方向和液面相切，如圖所示。5．表面張力的作用：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形，但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在失重條件下才呈完美的球形。【典例1】

(多選)如圖所示，關(guān)于液體表面張力，下列說法正確的有(

)A．甲圖中露珠呈球形，這是地球引力作用的結(jié)果B．乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，產(chǎn)生表面張力C．丙圖中水黽可以停在水面上，是由于水的浮力作用D．丁圖中液體表面張力方向與液面相切√√BD

[甲圖中露珠呈球形，這是液體表面張力作用的結(jié)果，A錯(cuò)誤；乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間作用力表現(xiàn)為引力，從而產(chǎn)生表面張力，B正確；丙圖中水黽可以停在水面上，是由于水的表面張力作用，C錯(cuò)誤；表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向與液面相切，且與分界面垂直，D正確。][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．2021年12月9日，我國航天員在空間站成功進(jìn)行了太空授課。實(shí)驗(yàn)時(shí)航天員從注射器中擠出一滴水，水滴在空中的形狀是(

)√A

[空間站中水滴處于完全失重狀態(tài)，則在水的表面張力作用下，水滴在空中應(yīng)該呈現(xiàn)球形，故選A。]1．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)(1)一種液體會(huì)____某種固體并____在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作____；一種液體不會(huì)潤(rùn)濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作______。(2)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)是______作用的表現(xiàn)。知識(shí)點(diǎn)二浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)潤(rùn)濕附著浸潤(rùn)不浸潤(rùn)分子力2．毛細(xì)現(xiàn)象(1)毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中____的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中____的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象。(2)毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細(xì)管的內(nèi)徑越小，高度差____。上升下降越大(1)把兩塊玻璃分別浸入水和水銀里再取出來，可觀察到從水銀中取出的玻璃上沒有附著水銀，從水中取出的玻璃上會(huì)沾上一層水。為什么會(huì)出現(xiàn)上述不同的現(xiàn)象呢？(2)如圖所示，在灌溉完土地后農(nóng)民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法來保存土壤里的水分。你知道這是為什么嗎？提示：(1)水銀不浸潤(rùn)玻璃，而水浸潤(rùn)玻璃。(2)把地表土壤鋤松，破壞了土壤表層的毛細(xì)管，地下的水分就不會(huì)沿毛細(xì)管上升到地面而被蒸發(fā)掉，保存地下的水分。1．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象成因分析(1)附著層內(nèi)分子受力情況：液體和固體接觸時(shí)，附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外，還受到固體分子的吸引。(2)浸潤(rùn)的成因：當(dāng)固體分子對(duì)液體分子的吸引力大于液體內(nèi)部分子力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密，附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力，具有擴(kuò)張的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤(rùn)固體。(3)不浸潤(rùn)的成因：當(dāng)固體分子對(duì)液體分子的吸引力小于液體內(nèi)部分子力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏，附著層中分子之間表現(xiàn)為引力，具有收縮的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤(rùn)固體。2．毛細(xì)現(xiàn)象(1)兩種表現(xiàn)：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升，不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降。(2)產(chǎn)生原因：毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤(rùn)現(xiàn)象都有關(guān)系。如圖所示，甲是浸潤(rùn)情況，此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形，因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔茫后w會(huì)受到一向上的作用力，因而管內(nèi)液面要比管外高；乙是不浸潤(rùn)情況，管內(nèi)液面呈凸形，表面張力的作用使液體受到一向下的力，因而管內(nèi)液面比管外低。【典例2】小明發(fā)現(xiàn)倒醬油的時(shí)候總會(huì)有一些醬油沿著瓶口流到瓶子外面，他認(rèn)為如果選用合適的瓶口材料就能保持瓶子清潔。如圖所示是醬油滴在兩種材料表面的油滴形狀，下列說法正確的是(

)A．醬油滴與甲材料不浸潤(rùn)B．醬油滴與乙材料浸潤(rùn)C(jī)．醬油瓶口的材料選用乙材料較合適D．水銀在兩種材料表面的形狀一定與醬油滴形狀相同√C

[只要選擇醬油不浸潤(rùn)的材料做醬油瓶就能保持瓶子清潔，從題圖示的情況可以看出醬油與甲材料是浸潤(rùn)的，與乙材料是不浸潤(rùn)的，所以應(yīng)該選擇乙材料，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；液體在某種材料表面的形狀不但與浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)有關(guān)，而且與液體的體積有關(guān)，即使是浸潤(rùn)的，液滴的體積不同其形狀也不同，所以無法確定水銀在兩種材料表面的形狀是否與醬油滴的形狀相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。][跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示是分別裝有水和水銀的兩個(gè)玻璃杯，下列說法正確的是(

)A．水不浸潤(rùn)玻璃B．水銀浸潤(rùn)玻璃C．水的表面層中的水分子之間的作用力表現(xiàn)為引力D．水銀的表面層中的水銀分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力√C

[由題圖知水浸潤(rùn)玻璃，水銀不浸潤(rùn)玻璃，故A、B錯(cuò)誤；表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大，分子間作用力表現(xiàn)為引力，故C正確，D錯(cuò)誤。]1．液晶：既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的________的性質(zhì)。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。2．出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質(zhì)狀態(tài)，有些物質(zhì)在特定的____范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定____范圍內(nèi)具有液晶態(tài)。3．液晶的微觀結(jié)構(gòu)：通常____分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)。知識(shí)點(diǎn)三液晶規(guī)則排列溫度濃度棒狀如圖所示，液晶是現(xiàn)代生活中的一個(gè)重要角色，從最初的電子手表到如今的筆記本電腦、液晶電視、可視電話……液晶一步步地深入了我們的生活?！締栴}】(1)為什么“液體”和“晶體”聯(lián)系在一起了？(2)液晶到底是什么物質(zhì)？提示：(1)(2)某些化合物像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫作液晶。液晶物質(zhì)都具有較大的分子，通常是棒狀分子、碟狀分子、平板狀分子。不同分子形狀的液晶其用途往往也不同，但它在作為顯示元件方面的用途已經(jīng)深入到了生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)以及生活中的各個(gè)方面，在今后的顯示器中，液晶將扮演主角。1．液晶的特點(diǎn)(1)液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列。(2)液晶具有光學(xué)上的各向異性，液晶分子的排列不穩(wěn)定，微小的外界變動(dòng)都會(huì)改變分子排列，從而改變液晶的某些性質(zhì)。2．液晶的應(yīng)用(1)研究離子的滲透性。(2)液晶顯示。【典例3】液晶顯示器是一種采用液晶為材料的顯示器，由于機(jī)身薄、省電、輻射低等優(yōu)點(diǎn)深受用戶的青睞，下列關(guān)于液晶說法正確的是(

)A．液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在B．液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)的各向同性C．當(dāng)某些液晶中滲入少量多色性染料后，在不同的電場(chǎng)強(qiáng)度下，對(duì)不同顏色的光的吸收強(qiáng)度不一樣，這樣就能顯示各種顏色D．液晶的結(jié)構(gòu)與液體的結(jié)構(gòu)相同√C

[液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶結(jié)構(gòu)也存在于人體組織中，故A錯(cuò)誤；液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)的各向異性，故B錯(cuò)誤；當(dāng)某些液晶中滲入少量多色性染料后，在不同的電場(chǎng)強(qiáng)度下，對(duì)不同顏色的光的吸收強(qiáng)度不一樣，這樣就能顯示各種顏色，故C正確；液晶是介于液態(tài)與固態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，結(jié)構(gòu)與液體的結(jié)構(gòu)不同，故D錯(cuò)誤。][跟進(jìn)訓(xùn)練]3．關(guān)于液晶的說法正確的是(

)A．有些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化B．液晶是液體和晶體的混合物C．液晶分子保持固定的位置和取向，同時(shí)具有位置有序和取向有序D．液晶具有流動(dòng)性，光學(xué)性質(zhì)各向同性√A

[有些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，A正確；液晶是介于液態(tài)和固態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，B錯(cuò)誤；液晶分子具有流動(dòng)性，光學(xué)性質(zhì)各向異性，C、D錯(cuò)誤。]學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)1．(多選)下列現(xiàn)象中由液體的表面張力造成的是(

)A．兩滴水銀相接觸，立即會(huì)合并到一起B(yǎng)．熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來，冷卻后呈球形C．用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿D．水珠在荷葉上呈球形243題號(hào)1√√√ABD

[兩滴水銀相接觸，立即會(huì)合并到一起，是表面張力的原因，A正確；熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來，冷卻后呈球形，是因?yàn)楸砻鎻埩κ挂后w表面具有收縮的趨勢(shì)，B正確；用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿，跟各種模型有關(guān)，不是表面張力造成的，C錯(cuò)誤；水珠在荷葉上呈球形，是因?yàn)楸砻鎻埩κ挂后w表面具有收縮的趨勢(shì)，D正確。]243題號(hào)12．圖甲是吹肥皂泡游戲的場(chǎng)景，在圖乙玻璃杯內(nèi)注入肥皂水，把用鐵絲做成的圓環(huán)放進(jìn)玻璃杯中，沾滿肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列說法正確的是(

)A．肥皂水不浸潤(rùn)玻璃杯壁B．肥皂泡表面張力方向和表面垂直C．肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)D．肥皂泡表面液體分子間只存在引力，沒有斥力243題號(hào)1√C

[一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系，由題圖乙可以看出，肥皂水浸潤(rùn)玻璃，故A錯(cuò)誤；肥皂泡表面張力方向和表面平行，故B錯(cuò)誤；表面張力讓液體收縮，而球面是同體積物體中表面積最小的，所以肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)，故C正確；肥皂泡表面液體分子間既存在引力也存在斥力，合力表現(xiàn)為引力，故D錯(cuò)誤。]243題號(hào)13．(多選)把極細(xì)的玻璃管分別插入水中與水銀中，如圖所示，正確表示毛細(xì)現(xiàn)象的是(

)243題號(hào)1A

BC

D√√AC

[因?yàn)樗芙?rùn)玻璃，無論管內(nèi)外均為浸潤(rùn)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；水銀不浸潤(rùn)玻璃，選項(xiàng)C正確；選項(xiàng)D中外面浸潤(rùn)，里面不浸潤(rùn)，是不可能的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]243題號(hào)14．下列最接近液晶分子示意圖的是(

)243題號(hào)1√B

[液晶是像液體一樣可以流動(dòng)，又具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類物質(zhì)，在某個(gè)方向上看其分子排列較整齊，另一個(gè)方向雜亂無章，所以與A、C圖的規(guī)則排列有區(qū)別，與D圖所示的分子無序排列不同，B圖所示最接近液晶分子排列。]243題號(hào)1回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：1．表面張力的作用效果是什么？表面張力是怎樣形成的？提示：液體的表面張力使液面具有收縮趨勢(shì)；表面張力是因?yàn)楸砻鎸臃肿娱g的作用力表現(xiàn)為引力。2．某種液體浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)是固定的嗎？取決于什么？提示：不是，同種液體，對(duì)有些固體是浸潤(rùn)的，對(duì)有些固體是不浸潤(rùn)的；浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)取決于附著層中液體分子的受力情況。閱讀材料·拓寬物理視野生物也“懂”物理如果一只動(dòng)物不小心從樹上掉了下來，它們當(dāng)然不會(huì)知道這是地球重力的作用。不過，這并不意味著動(dòng)物們不會(huì)利用物理規(guī)律來適應(yīng)環(huán)境。當(dāng)我們掌握了相關(guān)物理知識(shí)，將會(huì)理解一些令人覺得不可思議的動(dòng)物“神技”和生活習(xí)性。紅頸瓣蹼鷸是一種小型水禽，喙又細(xì)又長(zhǎng)，以微型甲殼類生物為食。大部分水禽在收集了少量含有食物的水之后，會(huì)通過吸或用舌頭將其送入喉嚨，并過濾出其中的食物。而紅頸瓣蹼鷸則是從水里“啄”出